桥式整流电路
二极管的模型 1.理想模型 所谓理想模型,是指在正向偏置时,其管压降为零,相当于开关的闭合。
当反向偏置时,其电 流为零,阻抗为无穷,相当于开关的断开。
具有这种理想特性的二极管也叫做理想二极管。
在实际电路中,当电源电压远大于二极管的管压降时,利用此模型分析是可行的。
2.恒压降模型 所谓恒压降模型,是指二极管在正向导通时,其管压降为恒定值,且不随电流而变化。
硅管的 管压降为 0.7V,锗管的管压降为 0.3V。
只有当二极管的电流 Id 大于等于 1mA 时才是正确的。
在实际电路中,此模型的应用非常广泛。
稳压二极管: 稳压二极管在工作时应反接,并串入一只电阻。
电阻的作用一是起限流作用,以保护稳压管;其次是当输入电压或负载电流变化时,通过该电 阻上电压降的变化,取出误差信号以调节稳压管的工作电流,从而起到稳压作用。
最简单的稳压电路由稳压二极管组成如图所示。
从稳压二极管的特性可知， 若能使稳压管 始终工作在它的稳压区内，则 VO.基本稳定在 Vz 左右。
当电网电压升高时，若要保持输出电压不变，则电阻器 R 上的压降应增大，即流过 R 的电流增大。
这增大的电流由稳压二极管容纳，它的工作点将由 b 点移到 C 点，由特性曲 线可知此时 Vo≈Vz 基本保持不变。
若稳压二级管稳压电路负载电阻变小时，要保持输出电压不变，负载电流要变大。
由于 VI 保持不变，则流过电阻 R 的电流不变。
此时负载需要增大的电流由稳压管调节出来，它 的工作点将由 b 点移到 a 点。
所以，稳压管可认为是利用调节流过自身的电流大小（端电 压基本不变）来满足负载电流的改变，并和限流电阻 R 配合将电流的变化转化为电压的变 化以适应电网电压的变化。
稳压二极管电路稳压存在问题：电网电压不变时，负载电流的变化范围就是 IZ 的调节 范围（几十 mA），这就限制了负载电流 I0 的变化范围。
怎样才能扩大 IO 的变化范围。
桥式整流电路原理
桥式整流电路如图 1 所示，图中 B 为电源变压器，它的作用是将交流电网电压 e1 变成整流 电路要求的交流电压，RL 是要求直流供电的负载电阻，四只整流二极管 D1～D4 接成电桥 的形式，故有桥式整流电路之称。
图１ 桥式整流电路的工作原理可分析如下。
为简单起见，二极管用理想模型来处理，即正向导通 电阻为零，反向电阻为无穷大。
在 e2 的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，只能经过二极管 D1 流向 RL，再由二 极管 D3 流回变压器，所以 D1、D3 正向导通，D2、D4 反偏截止。
在负载上产生一个极性 为上正下负的输出电压。
其电流通路可用图 1（a）中虚线箭头表示。
在 e2 的负半周，其极性与图示相反，电流从变压器副边线圈的下端流出，只能经过二极管 D2 流向 RL，再由二极管 D4 流回变压器，所以 D1、D3 反偏截止，D2、D4 正向导通。
电 流流过 RL 时产生的电压极性仍是上正下负，与正半周时相同。
其电流通路如图 1（b）中 虚线箭头所示。
综上所述，桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据 变压器副边电压的极性分别导通， 将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连， 负 极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。
图２ 根据上述分析，可得桥式整流电路的工作波形如图 2。
由图可见，通过负载 RL 的电流 iL 以及电压 uL 的波形都是单方向的全波脉动波形。
桥式整流电路的优点是输出电压高，纹波电压较小，管子所承受的最大反向电压较低，同时 因电源变压器在正、 负半周内都有电流供给负载， 电源变压器得到了充分的利用， 效率较高。
因此，这种电路在半导体整流电路中得到了颇为广泛的应用。
例 1 桥式整流器滤波电路如图所示，已知 V1 是 220V 交流电源，频率为 50Hz，要求 直流电压 VL=30V，负载电流 IL=50mA。
试求电源变压器副边电压 V2 的有效值，选择整 流二极管及滤波电容。
桥式整流电容滤波原理 电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。
当 u2 为正半周并且数值大于电容两端电压 uC 时， 二极管 D1 和 D3 管导通， D2 和 D4 管截 止，电流一路流经负载电阻 RL，另一路对电容 C 充电。
当 uC>u2，导致 D1 和 D3 管反向 偏置而截止，电容通过负载电阻 RL 放电，uC 按指数规律缓慢下降。
当 u2 为负半周幅值变化到恰好大于 uC 时， D2 和 D4 因加正向电压变为导通状态， u2 再次 对 C 充电，uC 上升到 u2 的峰值后又开始下降；下降到一定数值时 D2 和 D4 变为截止，C 对 RL 放电，uC 按指数规律下降；放电到一定数值时 D1 和 D3 变为导通，重复上述过程。
RL、C 对充放电的影响
电容充电时间常数为 rDC，因为二极管的 rD 很小，所以充电时间常数小，充电速度快；R LC 为放电时间常数，因为 RL 较大，放电时间常数远大于充电时间常数，因此，滤波效果 取决于放电时间常数。
电容 C 愈大，负载电阻 RL 愈大，滤波后输出电压愈平滑，并且其平均值愈大。
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